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微波场中低变质粉煤成型热解工艺研究

作　者: 闫敏
导　师: 宋永辉
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 低变质煤液化残渣微波干馏型煤型焦
分类号: TQ530.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文以陕北地区孙家岔低变质粉煤为主原料煤，添加液化残渣、焦煤及粘结剂制备型焦，重点研究了成型压力、微波功率、原料粒度、热解时间及冷凝温度等因素对微波成型热解过程的影响。常规热解制备型焦的研究结果表明，以10%液化残渣、10%焦煤、0.5%纤维素作为粘结剂可制备出强度较高的型煤（型焦）。在成型压力为60kN、成型水分为14%、热解温度为700℃、煤粒粒度<0.3mm的条件下，最终制备出的型煤抗压强度为5710N/Ball、浸水强度为3125N/Ball、型焦强度为3900N/Ball。微波场中型煤热解制备型焦的研究结果表明，在成型压力为60kN、成型水分为14%，物料的粒度<0.3mm，微波功率为720W，冷凝温度恒定在25℃的条件下进行热解得到的型焦强度可达3750N/Ball。成型压力越大，型煤及型焦的抗压强度越高，型焦的产率也会提高，然而焦油和煤气的产率则随之下降；微波功率越大，型焦的抗压强度有增大的趋势，型焦及焦油的产率均有减小的趋势，气体产率增大；冷凝温度对型煤及型焦的抗压强度没有影响，但是对产物的产率影响较大，焦油收率从25℃的15.6%增至0℃的19.3%，煤气的产率随着冷凝温度的降低而降低。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 文献综述  9-20
  1.1 前言  9
  1.2 低变质粉煤的分布及其现状  9-14
    1.2.1 低变质粉煤资源及分布  9-10
    1.2.2 低变质粉煤利用现状  10-14
  1.3 液化残渣性质及利用现状  14-16
    1.3.1 液化残渣性质  14
    1.3.2 液化残渣应用  14-16
    1.3.3 液化残渣的研究进展  16
  1.4 微波热解技术  16-19
    1.4.1 微波加热的原理  16-17
    1.4.2 微波加热的特点  17-18
    1.4.3 微波加热的应用及发展现状  18-19
  1.5 本文研究的背景、意义及内容  19-20
    1.5.1 研究背景  19
    1.5.2 研究意义  19
    1.5.3 研究内容  19-20
2 实验程序  20-26
  2.1 实验原料  20
  2.2 实验装置和主要设备  20-22
    2.2.1 实验装置  20-21
    2.2.2 实验设备  21-22
  2.3 实验研究方法  22-23
    2.3.1 原料预处理  22
    2.3.2 粉煤成型  22
    2.3.3 型焦制备  22-23
  2.4 分析测试方法  23-26
    2.4.1 产物产率计算  23
    2.4.2 抗压强度测定  23-24
    2.4.3 SEM 分析  24
    2.4.4 FT-IR 分析  24-25
    2.4.5 煤气分析  25-26
3 成型热解基础理论  26-42
  3.1 低变质粉煤成型理论  26-36
    3.1.1 成型概论  26-28
    3.1.2 成型机理  28-31
    3.1.3 影响因素  31-34
    3.1.4 粉煤成型过程分析  34-36
  3.2 型煤热解理论  36-41
    3.2.1 热解中主要的化学反应  36-40
    3.2.2 成型热解成焦机理  40
    3.2.3 成型热解理论的探讨  40-41
  3.3 本章小结  41-42
4 低变质粉煤常规热解制备型焦实验  42-56
  4.1 粘结剂的选择  42-50
    4.1.1 液化残渣  42-44
    4.1.2 焦煤  44-45
    4.1.3 其他粘结剂  45-49
    4.1.4 复合粘结剂对抗压强度的影响  49-50
  4.2 常规热解制备型焦实验  50-54
    4.2.1 成型水分的影响  50-51
    4.2.2 成型压力的影响  51-52
    4.2.3 原料粒度的影响  52-53
    4.2.4 热解终温的影响  53-54
  4.3 验证实验  54-55
  4.4 本章小结  55-56
5 型煤微波热解实验研究  56-72
  5.1 成型压力的影响  56-59
    5.1.1 热解产物产率  56-57
    5.1.2 抗压强度分析  57
    5.1.3 焦油 FT-IR 分析  57-58
    5.1.4 煤气成分分析  58-59
  5.2 微波功率的影响  59-64
    5.2.1 热解产物产率  59-60
    5.2.2 抗压强度分析  60-61
    5.2.3 焦油 FT-IR 分析  61-62
    5.2.4 煤气成分分析  62-64
  5.3 原料粒度的影响  64-66
    5.3.1 热解产物产率  64
    5.3.2 抗压强度分析  64-65
    5.3.3 煤气成分分析  65-66
  5.4 热解时间的影响  66-68
    5.4.1 热解产物产率  66-67
    5.4.2 抗压强度分析  67-68
  5.5 冷凝温度的影响  68-70
    5.5.1 热解产物产率  68-69
    5.5.2 抗压强度分析  69
    5.5.3 焦油 FT-IR 分析  69-70
  5.6 验证实验  70-71
  5.7 本章小结  71-72
6 结论与建议  72-73
  6.1 结论  72
  6.2 建议  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-81
附录：硕士学位期间发表的论文  81

微波场中低变质粉煤成型热解工艺研究

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